JP2002216443A - 磁気ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents
磁気ディスク装置及びその制御方法Info
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Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
生成し位置決め精度を向上する。 【解決手段】磁気ディスク装置に於いて、データ領域に
おいて磁気ヘッドを特定の周波数で半径方向に振動させ
る機能と、その機能を実行中に再生信号を検出する機能
を持ち、検出された再生信号より磁気ヘッドの位置情報
を検出する。データ領域で磁気ヘッドの位置決め制御を
行なうことができる。サーボ情報領域から作成されたサ
ンプリング信号の周波数に依存しない、磁気ヘッドの位
置信号を生成することが可能となり、データ記録密度を
向上させ、高精度な磁気ヘッドの位置制御が可能とな
り、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
Description
に係り、特に、高トラック密度における磁気ヘッドの位
置決め技術に関する。
報を格納するための磁気ディスク媒体の上に、情報の記
録及び再生を行うべく用意された磁気ヘッドが位置付け
られ、この磁気ヘッドは磁気ディスク媒体上のトラック
を跨って半径方向へ移動するようアクチュエータに支持
されている。そして、目標のトラックに磁気ヘッドを位
置付けるための位置情報は、磁気ディスク媒体上にサー
ボ情報として記録されている。このサーボ情報は、通常
は、ユーザが格納すべき情報であるデータとは異なった
場所に記録されており、磁気ヘッドは、ある時間間隔で
このサーボ情報を検出する。磁気ディスク装置は、検出
したサーボ情報に基づいて目標トラックを特定し、所定
の位置に磁気ヘッドを保持すべく制御する。つまり、磁
気ヘッドにより検出された位置信号には、サーボ情報を
再生することにより得られる位置信号が含まれる必要が
あり、磁気ヘッドの位置を検出できるのはサーボ情報領
域上を磁気ヘッドが飛翔した場合だけであった。データ
領域上では磁気ヘッドが、その位置情報を得ることは不
可能であった。このため磁気ヘッドがデータ領域上にあ
るとき、例えば、データの再生中に突発的に磁気ヘッド
101が位置ずれを起こしても、それを検出することは
不可能であり、データエラーの発生を防ぐことは不可能
であった。
検出する時間間隔は短くなり、高精度の位置決めが可能
になる。トラック密度を大きくしたい場合には、より精
密な位置決め制御が必要となるため、サーボ情報を多く
する場合が多い。
ーボ情報に記録された複数のバースト信号の振幅値を比
較することにより検出が可能であり、これを検出して位
置決め制御を行なっている。ここで、トラックオフセッ
ト量とは、磁気ヘッドにおける再生の中心又は記録の中
心と、目標のトラックの中心とのずれ量をいう。従っ
て、サーボ情報領域ではない、データに対応する信号が
格納されたデータ領域で、トラックオフセットが起きた
場合には、再生信号の振幅が低下し、これに伴いビット
エラレートが増加する等の不具合が発生していた。ま
た、トラックオフセット量が大きい程、これらの値の変
化は大きかった。
の様な問題点がある。 1)より精密な位置決め制御を行うためには、サーボ情
報を増やす必要があり、結果として、サーボ情報領域3
02が増加することである(図3)。しかし、サーボ情
報とデータは同一面に記録されるため、サーボ情報を増
加させるとデータ領域303は減少し、磁気ディスク媒
体上に記録される情報の格納容量が減少する。
タパルス信号を生成する技術として、特許第30427
90号等がある。 2)また、磁気ヘッドの位置を示す位置信号を、サーボ
情報のみから検出する方法では、データを再生し又は記
録する際には、位置信号を検出できないことである。従
って、アクチュエータがサーボ情報に基づいて制御され
る系の場合には、このサーボ制御系に対する外乱とし
て、サーボ情報のサンプリング周波数以上の振動数を持
つ振動又は衝撃が加わると、原理上、位置決め制御が不
可能となり、データエラー発生の原因となる。これを解
決するには、サーボ情報のサンプリング周波数を増加す
ることが必要となるが、前述の通り、データ領域303
の減少を招き、磁気ディスク装置に記録される容量の減
少につながる。
るのは、サーボ情報を再生可能なサーボ情報領域302
上を磁気ヘッドが飛翔した場合だけであり、データ領域
303上では磁気ヘッド101(図10)が、その位置
情報を得ることは不可能であったことである。従って、
磁気ヘッド101がデータ領域上にあるとき、例えば、
データの再生中に、突発的に磁気ヘッド101が位置ず
れを起こしても、それを検出することは不可能であっ
た。 3)更に、トラックのオフセットについては、その方向
が、磁気ディスク媒体上で外周側又は内周側のどちらへ
の移動でも同様に発生するため、トラックオフセットの
発生を検知し、その絶対値を推定できたとしても、その
方向を判別できないため監視対象として使用することが
困難であった。ちなみに、図11は、磁気ディスク装置
の磁気ヘッド101の再生信号が、トラックオフセット
量に対してどのように変化するかを示した図である。即
ち、トラックセンターに磁気ヘッドが位置付けられてい
れば、情報の再生信号出力値は極大となっている。しか
し、センターから変位すると、その出力値は減少し、完
全にオフトラックになれば、その出力値は零となること
を示している。
が移動しているときに、その磁気ヘッドを所定の周波数
で振動させる機能と、その振動に際し再生信号を検出す
る機能とを持ち、検出された再生信号から磁気ヘッドの
位置を特定する。これにより、磁気ヘッドを目標のトラ
ックへ位置決め制御を行なう。
ン、スライダ又は磁気ディスク媒体に対して相対的に、
磁気ヘッドが周期的に移動することをいう。磁気ヘッド
の振動の方向は、概略、磁気ディスク媒体の半径方向で
あれば良く、多少のずれは許容される。
区の変化に応じた信号、即ち、データ信号を、バースト
信号の如く用いて、そのデータ信号を読み取りながら磁
気ヘッドを振動させることで、データ領域から磁気ヘッ
ドの位置決めのためのポジション信号を生成できる構成
とする。そのデータ信号は、格納されたデータに対応す
る再生信号であっても良く、また、予め書き込まれたフ
ォーマット信号に応じた再生信号であっても良い。尚、
半径方向とは、厳密な意味で半径に合致する方向という
意味と、ロータリーアクチュエータにより揺動する磁気
ヘッドが描く円弧状の軌跡に沿った方向という意味の双
方を含む。
半径方向に周期的に変化させる手段や、磁気ヘッドを目
標のトラック又は所定の半径位置へ位置決め制御を行な
う手段として、磁気ヘッドを搭載するヘッドサスペンシ
ョンに、ピエゾ素子その他のマイクロアクチュエーター
を備えたものや、二段アクチュエーターを用いる。ここ
で、二段アクチュエータとは、磁気ヘッドを搭載するヘ
ッドサスペンションに、ピエゾ素子その他のマイクロア
クチュエーターを備えたアクチュエータをいう。二段ア
クチュエータ関連の技術として、例えば、特開2000
−298962号公報や特開2000−100097号
公報記載の例がある。二段アクチュエータは粗い位置決
めを行う粗制御機構と、精密な位置決めを行う精密制御
機構とを有するのが通常である。二段アクチュエータの
典型例として、従来のロータリアクチュエータに搭載さ
れたヘッドサスペンション自体に、又は、磁気ヘッドが
搭載されたスライダに直接、精密制御を行う機構が設け
られたものがある。精密制御を行うには、圧電素子、ピ
エゾ素子が用いられるが、ヘッドサスペンションに搭載
した圧電素子等を介して磁気ヘッドを微動させる機構と
したもの、磁気ヘッドを有するスライダに直接、ピエゾ
素子を搭載して磁気ヘッドの微動を行うようにしたもの
がある。上記の「磁気ヘッドを振動させる」とは、かか
る二段アクチュエータの精密制御機構に信号を送ること
により又は所定の変位を与える等により、微かな磁気ヘ
ッドの移動を行うことを意味している。
出力が低下し、ビットエラーレートが悪化することが懸
念されるが、この振動量をトラックピッチの1/10〜
1/20とすれば、エラー訂正により補償可能である。
(微小に動かす)場合として、リードエラー発生時のリ
トライ動作の1つにグラブリングと呼ばれる動作があ
る。これは磁気媒体円板上の突起が原因でサーマルアス
ピリティー(TA)現象が発生した場合に、磁気ヘッド
を微小に半径方向に動かして、媒体上の突起を取ってし
まう動作である。この動作と本発明の動作とは区別でき
る技術的事項である。
図面により説明する。図1は、本発明を適用した磁気デ
ィスク装置の位置決め系の一例を示すブロック図であ
る。図2は、図1の例における装置全体のブロック図で
ある。図10は、磁気ディスク装置の全体構成の一例を
示す斜視図である。
磁気ディスク媒体、1001はスピンドルモーター、1
01は磁気ヘッド、103はアクチュエーター、104
は位置決め回路、105は増幅器、106は記録信号、
107はデータ再生回路、108は記録回路、109は
コントローラ、110は上位機種、111は位置制御信
号、112は再生信号、201はサーボ部位置信号検出
回路、202はデータ部位置信号検出回路、203はア
クチュエーターを周期振動させるための信号、204は
D/A変換回路、205は操作量設定回路、206・・・
マイクロプロセッサ、1002はヘッドアームその他の
磁気ヘッド支持機構、1004は密閉された筐体であ
る。図10では筐体1004の一主面の図示しないカバ
ーを取り去って内部が見える状態を示している。
ク装置は、通常は、複数の記録面を有する。尚、本発明
は1つの記録面であっても適用可能である。図3は、磁
気ディスク媒体300上におけるサーボ情報領域302
の配置を例示した図である。各記録面には、磁気ヘッド
101を所望の位置に位置決めするためのサーボ情報が
記録されている。すなわち一例として図3に示されるよ
うに、磁気ディスク媒体300(102)の記録面には
同心円上に複数のトラック301が設けられ、個々のト
ラック301には周方向に、データを記録するためのデ
ータ領域、及び、磁気ヘッドの位置情報その他の管理情
報を記録するための領域であるサーボ情報領域302
が、混在して配置されている。サーボ情報領域302に
は、例えば、個々のトラックを識別するためのトラック
番号、個々のトラック上への磁気ヘッド101の追従操
作においてトラック中心からの磁気ヘッド101の位置
偏差を知るための情報を有している。303はデータ領
域である。
ルモータ1001により一定の回転数で回転する。この
磁気ディスク媒体102に対向して配置される磁気ヘッ
ド101は、位置情報を検出する。磁気ヘッド101を
所望の位置に位置決めするための位置情報は、磁気ヘッ
ド101により再生され、位置信号検出回路部201及
びデータ部位置信号検出回路202を介してマイクロプ
ロセッサ206に送られる。つまり、コントローラー1
09から指示された目標位置、並びに、位置信号検出回
路部201及び202からの位置信号が、マイクロプロ
セッサ206に送られる。
ントローラ109からの目標位置、並びに、位置信号検
出回路部201及び202からの位置信号に基づき、磁
気ヘッド101の位置決めを行う制御系の演算を実行
し、操作量設定回路205を介してディジタル・アナロ
グ変換回路部204により、操作量をアナログ信号に変
換する。203は、アクチュエーターを周期振動させる
ための信号である。
ター103を駆動するため、図示しないアクチュエータ
ー駆動回路405に送られる。アクチュエーター103
は、磁気ヘッド支持機構1002により、磁気ヘッド1
01を磁気ディスク102の指示された目標位置に対し
て位置決めを行う。
06は、磁気ヘッド101を、例えば、図3で示される
トラック301に追従するように、フォロイング制御機
能により制御する。 図4に示すように、このフォロイ
ング制御は、位相進み遅れ補償要素401、逐次型ゲイ
ン補正器402その他の制御要素で構成され、目標位置
に対応する信号と、磁気ヘッド101により検出された
位置信号とから生成される位置誤差信号を零にする様に
磁気ヘッドの位置を制御する。尚、403は操作量設定
回路、404はD/A変換回路、405はアクチュエー
ター駆動回路である。
周波数でボイスコイルモーターに周期的な電圧を印加す
る周期振動印加回路、203はアクチュエーターを周期
振動させるための信号、204はD/A変換回路、20
5は操作量設定回路、206はマイクロプロセッサであ
る。また、回路502は、磁気ヘッドがデータ領域を再
生中に再生信号から適当な時定数で振幅を検出する再生
信号出力検出回路である。また、回路503は、決めら
れた時刻の振幅から位置信号を再生する位置信号生成回
路である。
位置情報を次の様にして獲得することができる。通常、
データ領域の再生波形は、規則性の無いランダムな信号
となる。しかしながら、磁気ヘッド101がデータトラ
ックの中心にいる場合には、データ領域の再生波形に対
して、十分長い時間において波形の振幅値を平均した値
を出力すると、それは一定の出力となる。データに対し
て十分長い時間とは、通常は数10バイト分のデータに
相当する長さである。一例を次に示す。
タとサーボ情報領域との間、又は、セクタとセクタの間
に、数10バイト分(時間にして1マイクロ秒から2マ
イクロ秒)に相当する長さのバースト信号を予め設けて
おき、これらのセクタ等との間に於いて、磁気ヘッドを
振動させることで、上記のように十分長い時間における
波形の振幅値を平均した値を出力できる。このバースト
信号は、磁気ディスク装置の製造の初期に行われるフォ
ーマット作業で記録しても良い。図5は、ボイスコイル
モータに周期的な電圧信号を印加する構成としたが、ア
クチュエータとして二段アクチュエータを用いる場合に
は、精密制御機構を構成する素子に周期的な電気信号を
印加する。また図5の説明に戻る。
チュエーターに周期的な電圧信号を印加し、磁気ヘッド
の位置を周期的に変化させる、つまり振動させる。
加した場合の、磁気ヘッドの変位の様子を示す信号波形
を図6に示す。このとき、磁気ヘッドの移動の方向とし
て磁気ディスク媒体上で内周側を正方向、外周側を負方
向とする。また、磁気ヘッドの振動が正方向に最大にな
る時刻のうち、i番目の時刻をTmax_i、磁気ヘッ
ドの振動が負方向に最大になる時刻のうち、i番目の時
刻をTmin_iとする。最大値とは、磁気ディスク1
02上で内周方向に最も大きくずれた場合をいい、最小
値とは最も外周方向にずれた場合をいう。
〜20分の1程度である。また、振動数を印加する時間
は、データの長さに対して数100〜数キロバイト分の
長さであり、振動数は数10kHzである。
られているサーボ情報を読むための周波数より大きい必
要があり10kHz程度となる。本発明を適用すれば、
ディスク媒体上に設けるサーボ情報を減らしても、デー
タ領域からこれに代わる信号を得ることができるため、
サーボ情報の本数によっては、振動数を10kHzより
も低減できる。しかし、ヘッドサスペンション自体が有
する好ましくない固有の振動数を避けて下限を設定する
必要がある。一方、振動数の上限は、次の事情により定
まる。磁気ディスク装置内部は通常は空気が満たされて
いるため、磁気ディスク媒体と磁気ヘッドの搭載された
スライダとの間の空気の粘性により、ピッチング振動と
いう装置に好ましくない振動が生じることがある。この
ピッチング振動の振動数が200kHzから300kH
zであるため、これを避ける必要がある。また、二段ア
クチュエータの精密制御を行う素子の特性や磁気ヘッド
を搭載するスライダの慣性質量等により振動の上限が定
まり、500kHz程度となる。ピッチング振動を低周
波側で避けるならば上限を150kHz程度に設定して
も良い。
する。このとき再生信号の振幅V(t)として、記録され
ているデータパターンの影響を受けないようにするた
め、再生信号の振幅として、少なくとも数十Byteの
データ列のエンベロープを採用する。磁気ヘッドの微小
振動に同期して、エンベロープの値を取り出し、磁気ヘ
ッドの変位の様子を示す信号波形とする。
おける半径方向の位置をあらわす位置信号として式
(1)であらわされるP(t)を用いる。
成分的なトラックオフセット量が0の場合には、P(t)
は0となる。また、トラックオフセット量が、磁気ヘッ
ドが外周側又は内周側にずれた値となった場合には、図
7、図10に示す様にそれぞれ符号が逆でオフセット量
に依存した値となる。尚、これらの値は、周期的振動の
最大値の時刻tmax_i、及び、最小値の時刻tmi
n_iに同期させて観測する。
ば、位置制御を行うことが出来る。つまり、式(1)であ
らわされた位置信号P(t)は、図9に示すように、磁気
ヘッドの中心に対し、データトラックの中心からのずれ
量に対応して線形であり、位置信号として使用可能であ
る。予め適当な制御パラメータを決定しておくことで、
この位置信号P(t)を利用して位置制御を行うことが出
来る。このようなことを、位置信号生成回路で行っても
良いし、マイクロプロセッサ206で行っても良い。
尚、601は磁気ヘッドの平均位置がトラックの中心に
あるときの再生信号出力値、602は磁気ヘッドの平均
的な位置が負方向にオフセットしている場合の再生信号
出力値、603は磁気ヘッドの平均的な位置が大きく負
方向にオフセットしている場合の再生信号出力値であ
る。
ヘッドとトラックの中心との変位に対応して変化する様
子を示したものである。この信号出力は、次のいずれか
の方法で捕捉することができる。
る基板上で、位置誤差情報信号を出力している端子から
オシロスコープ等の測定手段により信号を検出する。
アンプの出力、又は、リードライトチャネルICのAG
Cの出力信号をオシロスコープ等で検出する。サーボバ
ースト波形を観測し、その振幅の時間変化、又は、その
時間変化を位置に換算した量を出力する。
られる。図12のようなプリアンプ出力に対し、同図下
に示すタイミングでリードゲートを開けて、図5におけ
る再生信号出力検出回路502に入力する。図12はサ
ーボ情報領域では情報を入力していない。データ領域に
おいて所定の時定数に該当する時間だけリードゲートを
開けてデータ信号を入力している。より具体的には、リ
ードゲートを開けている間に次のような処理又は演算を
行う。
には、プリアンプ出力を全波整流回路へ導き、更に、所
定の時定数τを有する積分回路を介して、再生信号出力
検出回路502の出力とする。プリアンプ出力がデジタ
ル信号である場合には、プリアンプ出力をリードチャネ
ルICやマイクロプロセッサなどにより、時間τにおけ
る平均振幅を演算し、再生信号出力検出回路502の出
力とする。尚、この際に時間τにおけるエラー発生数を
測定しても良い。
が正方向にオフセットしている場合の再生信号出力値、
605は磁気ヘッドの平均的な位置が大きく正方向にオ
フセットしている場合の再生信号出力値である。また、
磁気抵抗効果素子(MR素子)を情報の再生用ヘッドと
し、記録をインダクティブヘッドに行わせる複合型磁気
ヘッドを用いる磁気ディスク装置では、情報の記録の際
には、インダクティブヘッドによる記録磁界が、再生用
ヘッドのMR素子に影響を与えるので、通常は、記録の
際には再生用ヘッドの機能はオフにして用いる。つま
り、ライトゲートを開けて情報を磁気ディスク媒体に記
録しているときは、リードゲートは閉じて再生用ヘッド
からの信号は取り出していない。逆にリードゲートが開
いているときは、ライトゲートは閉じている関係にあ
る。しかし、このようにライトゲートとリードゲートは
交互に開閉するのが通常であるが、巨視的に見れば並列
的に、磁気ディスク媒体に対し情報の記録又は再生をし
ていることとなる。
への振動と同期して再生信号を検出している。この振動
は、周期振動印加回路501により与えられ、どういう
タイミングで加振するかの情報が位置信号生成回路50
3に入力されている。図12のプリアンプ出力を処理し
た信号が得られた時刻に、磁気ヘッドが媒体上のどこに
あるか、図5の制御系で把握するためである。この結
果、図7又は図8に示すように、磁気ヘッドがトラック
中心に対し正方向若しくは負方向のどちらにずれている
か明確となる。
半径方向への磁気ヘッドの位置誤差量と、これに対応す
る再生信号振幅又はエラーレートを、振動の周期に対し
て十分短い間隔でほぼ同時に、測定しても良い。
ドがトラックを跨って移動するシーク動作が終了し、一
つのトラック上を追従するフォローイング動作に移行す
るときに、印加すれば良い。つまり微小振動を加える長
期的なタイミングとしては、フォローイング動作中に加
えることが挙げられる。
ンのように磁気ヘッドの稼動部が複数の場合には、アク
チュエーター付サスペンションにより微小振動を常に与
えることが可能となる。
タを読み出すときには、その目的となるセクターに対し
ては、微小振動をオフにするほうが信号処理しやすい。
フォローイング特性を劣化させないために、微小振動の
波形は制御回路において既知であるので、信号処理回路
又は信号処理機能により、データ領域からの再生信号か
ら磁気ヘッドの微小振動成分をキャンセルすることがで
きる。
装置から見た電気信号上の中心であれば十分であり、物
理的中心という意味ではなく、磁気ヘッドとしての磁気
的に有効な寸法における中心という意味でもない。デー
タトラックの中心という場合も、磁気ディスク装置が把
握しているデータトラックの中心であれば十分である。
び位置の修正を、アクチュエーター103に電圧を加え
ることによって行なったが、他の手段でも可能である。
例えば、磁気ヘッド101のサスペンションやスライダ
ー素子にピエゾ素子を装着し、そのピエゾ素子に電圧を
印加して周期的振動を与え又は磁気ヘッドの位置の制御
を行っても良い。
用いて位置信号を生成したが、トラックセンターからの
オフセット量に依存する量であれば使用できる。例え
ば、単位時間でのビットエラーレート、エラー数、サン
プルアンプリチュードマージンである。ここで、サンプ
ルアンプリチュードマージンは、文献 IEEE Tr
ansaction on Magnetics Vo
l.31 P.1109- 1114 A Windo
w−Margin−Like Procedure f
or Evaluating PRML Channe
l Performance に説明されている。
にするとの前提で説明を行ったが、目標値を任意の値に
設定することにより、データ中心に対して磁気ヘッドを
オフセットすることができる。例えば、記録ヘッドと再
生ヘッドの半径方向の位置ずれを解消するために、記録
時と再生時で異なった値を目標値にすることで、それぞ
れに最適な位置に磁気ヘッド101を位置決めすること
が可能である。
磁気ディスク媒体1300の略図を示す。サーボ情報領
域1302は磁気ディスク媒体1300の1つの半径に
沿って、一箇所に設けられている。これはサーボトラッ
クライタその他の媒体フォーマット装置を用いて設けら
れる。サーボ情報領域1302の詳細は、磁気ディスク
媒体1400(図14)又は1500(図15)の最内
周から最外周に半径に沿った市松模様のサーボ情報領域
1402であっても良いし、同様に縞模様のサーボ情報
領域1502(bar)であっても良い。このように1つ
のサーボ信号を用いた場合の利点は、磁気ディスク媒体
1300の外縁と、円周状のトラックとが完全に同心と
なっておらず偏心があっても、一周すれば元のサーボ信
号上に磁気ヘッドが来るということである。
ィスク装置に組み込んだ後に、磁気ディスク装置に組み
込まれた磁気ヘッドにより、サーボ情報領域1302か
らサーボ信号を得る。そして媒体1300の円周方向1
301に、図14の市松模様や図15の縞模様の位置に
応じて、次のようなフォーマット動作を行う。つまり、
例えば、ヘキサデシマル表記で「FFFF」のようなフ
ォーマット信号を、スクランブル処理無しで、磁気ディ
スク媒体1300の面内方向又は垂直方向に10101
010.....の磁区反転として格納する。この「FFF
F」信号はわかり易い1例であるが、例えば、PRML
などの後の信号処理で便利である。フォーマットをいか
なる信号を用いて行うかは、磁気ディスクメーカに任さ
れている。この結果、出荷直後の磁気ディスク装置の媒
体面には、「101010....」の磁化反転が格納され
ている。尚、フォーマット信号と、実際の磁気ヘッドへ
送られる信号との間には、スクランブル処理や、所定の
符号化処理が行われるのが通例である。
ク媒体1300は、その1つの半径に沿ってサーボ情報
領域1302が記録され、残りのデータ領域1303は
「FFFF」のフォーマットが為されており、これに応
じたバースト信号を再生することができる。また、サー
ボ情報領域1302が一つの磁気ディスク媒体1300
について一箇所にのみ存在するので、データの格納に際
し、高記録密度化に有利となる。尚、高記録密度化に支
障が出ない範囲であれば、サーボ情報領域1302は2
つ以上(複数)設けても良い。
記のフォーマットを施した後の、プリアンプ出力の状態
を示す。フォーマット信号に応じた磁区の反転からバー
スト信号1604及びサーボ情報領域に応じたサーボ信
号1602が再生されている。この状態から、上位装置
の命令に従って、記録動作がなされ、情報がデータ領域
のデータ部1603に格納されると、図17に示すよう
なセクタの配置となる。図16では1つのサーボ情報領
域を基準としてフォーマットを行った結果物である磁気
ディスク媒体上を磁気ヘッドが飛翔した場合に得られる
プリアンプ出力信号を示す。磁気ディスク装置に組み込
まれた磁気ヘッドによりフォーマットするときは、バー
スト信号1604は図17のセクタ1705を形成する
トラック幅程度の磁区の反転を磁気ディスク媒体に与え
ることになる。
は、磁気ディスク媒体1300の1つの半径、又は、媒
体上でデータ領域の占有率を劣化させない程度の複数の
半径に沿って設けられている。データ領域1703には
複数のセクタ1705が存在するが、情報記録の際の磁
気ヘッドの位置決め精度のバラツキから、かならずし
も、各セクタのデータの格納位置が揃うとは限らない。
このような場合には、データ部とデータ部との間隙、サ
ーボ情報領域に設けられた間隙、又は、サーボ情報領域
に隣接したデータ部とサーボ情報領域との間隙に残るフ
ォーマット信号に対応するバースト信号1704を用い
て、磁気ヘッドの位置信号を生成すればよい。
上記のセクタ間の間隙等のタイミング1706でゲート
を開閉する。このゲートが開いている間に、所定の時定
数の長さτ'1707で、予めフォーマットされた媒体
上の磁区の反転であるバースト信号1704から、位置
信号を生成する。つまり、τ’1707のタイミングで
磁気ヘッドを振動させ、対応するバースト信号を読み込
んで、この信号を処理して磁気ヘッドの位置信号を生成
する。この実施例では、記録されたデータセクタの位置
が各々ばらばらであっても、精度のよい磁気ヘッドの位
置信号を生成できる。
ゲートとライトゲートは双方ともに「開く」ことは通常
はない。MR再生ヘッドにライトの際の記録磁界が回り
込んで、好ましくない信号を発生してしまうからであ
る。リードゲートが開いているときはライトゲートは閉
じている関係にある。例えば、磁気ディスク装置が記録
動作中であるときは、ライトゲートを開けて磁気ディス
ク媒体上に情報を記録する。しかし、磁気ヘッドが正確
に所望のトラック上をフォローイングするよう、ライト
ゲートを所定の間隔で閉じて、代わりにリードゲートを
開けて、サーボ信号や本発明のサーボ信号に代わる信号
を読む必要がある。図17の下のリードゲート信号とラ
イトゲート信号の関係は、このような場合を含んでい
る。
てつづけ、所定のタイミングで信号を取り込んでも良い
が、本来のデータ再生のため、セクタ1705から許容
される磁気ヘッドの変位は、トラックピッチの1/10
から1/20であり、CRCによるエラー訂正に所定の
時間が費やされることも考慮しなければならない。
ば、書き込みのための磁界が、読み取りのための磁気ヘ
ッドへ影響して正常な信号が読み出せないため、リード
ゲートを閉じる動作が一般的であるが、かかる影響を受
けない磁気ディスク装置の構成若しくは磁気ヘッドの構
成とする等の考慮をすれば、磁気ヘッドを振動させたま
ま、データを記録し、また、データを読むことが可能と
なる。
必要とする装置では、所定の数のサーボ情報領域が磁気
ディスク媒体上に記録される。サーボ信号が少ないこと
が原因でシーク時間が長くなっても許容される場合に
は、通常の磁気ディスク装置のサーボ本数より少ないサ
ーボ情報領域の数としてもよい。
域すら設けない磁気ディスク媒体を用いる磁気ディスク
装置においては、従来のサーボ情報領域からサーボ信号
を作り出すことができないので、本発明を適用してデー
タ領域から作り出した信号をサーボ信号の代替信号とし
て用いて、シーク動作を行うことができる。例えば、所
定のフォーマット信号に対応する磁区反転が格納されて
いるトラックが磁気ディスク媒体上に存在すれば、本発
明を適用することにより、サーボ信号の代替信号を作成
できるので、フォーローイング動作やシーク動作を行う
ことができる。
域でも磁気ヘッドの位置の制御が可能となるので、磁気
ディスク装置の性能向上に大きく貢献できる。
号を生成する技術と、本発明を併用すれば、サーボ情報
領域の数を減らすことができ、磁気ディスク装置全体の
高密度記録化に貢献できる。
の位置決め系の一例を示すブロック図である。
の構成の一例を示すブロック図である。
サーボ情報領域とデータ領域ついて説明するための図で
ある。
ク装置のフォローイング制御系の構成を示すブロック図
である。
のデータ部から位置信号を生成する回路の一例を示す図
である。
におけるヘッドの周期振動とヘッドからの再生信号出力
値の変化の一例を示す図である。
ディスク媒体の外周側へ変位した場合の再生信号出力値
の一例であって、2種類の再生信号出力値602、60
3を示す図である。
ディスク媒体の内周側へ変位した場合の再生信号出力値
の一例であって、2種類の再生信号出力値604、60
5を示す図である。
て、磁気ヘッドの中心がデータトラックの中心から変位
した際に、変位量(トラックオフセット)と位置信号出
力値が線形であることを示す図である。
スク装置の機構部の外観を示す図である。
位した際の通常の再生信号出力値とトラックオフセット
量の関係を示す図である。
ゲートを開けて所定の時定数により信号処理を行うこと
を説明するための図である。
スク媒体のフォーマットの様子を示す図である。
1302の詳細の一例を示す図である。
1302の詳細の別の一例を示す図である。
れた後に、サーボ情報領域1302とデータ領域130
3をプリアンプ出力から見た一例を示す図である。
れた後、サーボ情報領域1302とデータ領域1303
をプリアンプ出力から見た一例を示す図である。
スク、103・・・アクチュエーター、 104・・・位
置決め回路、105・・・増幅器、 10
6・・・記録信号、107・・・データ再生回路、 1
08・・・記録回路、109・・・コントローラ、
110・・・上位機種、111・・・位置制御信号、
112・・・再生信号、201・・・サーボ部位置信号検出
回路、202・・・データ部位置信号検出回路、203・・・
アクチュエーターを周期振動させるための信号、204
・・・D/A変換回路、 205・・・操作量設定回
路、206・・・マイクロプロセッサ、301・・・トラッ
ク、302・・・サーボ情報領域、 303・・・デー
タ領域、401・・・位相進み遅れ補償要素、 402・・・
逐次型ゲイン補正器、403・・・操作量設定回路、
404・・・アクチュエーター駆動回路、501・・・周
期振動印加回路、 502・・・再生信号振幅検出回
路、503・・・位置信号生成回路、601・・・磁気ヘッド
の平均位置がトラックの中心にあるときの再生信号出力
値、602・・・磁気ヘッドの平均的な位置が負方向にオ
フセットしている場合の再生信号出力値、603・・・磁
気ヘッドの平均的な位置が大きく負方向にオフセットし
ている場合の再生信号出力値、604・・・磁気ヘッドの
平均的な位置が正方向にオフセットしている場合の再生
信号出力値、605・・・磁気ヘッドの平均的な位置が大
きく正方向にオフセットしている場合の再生信号出力
値、1001・・・スピンドルモーター、 1002・・・磁
気ヘッド支持機構、1004・・・筐体、1300、14
00、1500・・・磁気ディスク媒体、1301・・・円周
方向、1302、1402、1502・・・サーボ情報領
域、1303・・・データ領域。
Claims (30)
- 【請求項1】情報を格納すべく回転可能に支持された磁
気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体の半径方向へ移
動可能に支持するアクチュエータと、 前記磁気ディスク媒体のデータ領域において、情報の再
生のために前記磁気ヘッドを半径方向に振動させる機能
を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項2】情報を格納すべく回転可能に支持された磁
気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体の半径方向へ移
動可能に支持するアクチュエータと、 前記磁気ディスク媒体のデータ領域において前記磁気ヘ
ッドを半径方向に振動させる第1の機能と、第1の機能
の実行中に前記磁気ヘッドからの再生信号を処理する第
2の機能を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項3】情報を格納すべく回転可能に支持された磁
気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体の半径方向へ移
動可能に支持するアクチュエータと、 前記磁気ディスク媒体のデータ領域において前記磁気ヘ
ッドを半径方向に振動させる第1の機能と、第1の機能
の実行中に前記磁気ヘッドからの再生信号を処理する第
2の機能と、第2の機能で処理した信号に基づいて前記
磁気ヘッドの位置を制御する第3の機能を有する制御回
路を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項4】請求項2又は請求項3に記載の磁気ディス
ク装置に於いて、前記第1の機能は二段アクチュエータ
の精密制御機構によって達成される磁気ディスク装置。 - 【請求項5】請求項4に記載の磁気ディスク装置に於い
て、前記第1の機能は、二段アクチュエータの精密制御
機構に周期的信号を出力する制御回路によって達成され
る磁気ディスク装置。 - 【請求項6】情報を格納すべく回転可能に支持された磁
気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体の半径方向へ移
動可能に支持するアクチュエータと、 これらを制御する制御回路を有する磁気ディスク装置の
制御方法であって、 前記磁気ヘッドを移動させる第1のステップと、 前記磁気ディスク媒体のデータ領域において前記磁気ヘ
ッドを振動させる第2のステップとを有することを特徴
とする磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項7】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制御
方法に於いて、 第2のステップの振動の周波数は10kHzから500
kHzの間であることを特徴とする磁気ディスク装置の
制御方法。 - 【請求項8】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制御
方法に於いて、 第2のステップにより、磁気ディスク媒体のデータ領域
から前記磁気ヘッドの位置信号を生成することを特徴と
する磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項9】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制御
方法に於いて、更に、 前記磁気ヘッドからの再生信号に基づく信号波形が振動
を表しつつ、その振幅を減少させる第3のステップとを
有することを特徴とする磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項10】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制
御方法に於いて、更に、所定のデータ領域に対して、前
記磁気ヘッドの振動を停止させる第3のステップとを有
する磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項11】磁気ヘッドを位置付けるためのサーボ情
報と、ユーザの情報であるデータを格納するデータ領域
とを設け、回転可能に支持された磁気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体上へ移動可能に
支持するアクチュエータと、 前記磁気ディスク媒体のデータ領域に於いて、前記磁気
ヘッドを振動させる機能を有することを特徴とする磁気
ディスク装置。 - 【請求項12】請求項11に記載の磁気ディスク装置に
於いて、前記磁気ヘッドの振動の周波数は、10kHz
から500kHzの間であることを特徴とする磁気ディ
スク装置。 - 【請求項13】請求項11に記載の磁気ディスク装置に
於いて、前記磁気ヘッドを振動させる機能により、磁気
ディスク媒体のデータ領域から前記磁気ヘッドの位置信
号を生成することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項14】請求項11に記載の磁気ディスク装置に
於いて、前記磁気ディスク媒体上のデータ領域のセクタ
とセクタとの間で、前記磁気ヘッドを振動させる機能を
達成させる磁気ディスク装置。 - 【請求項15】請求項11に記載の磁気ディスク装置に
於いて、前記磁気ヘッドの振動の方向は、磁気ディスク
媒体の半径方向である磁気ディスク装置。 - 【請求項16】回転可能に支持された磁気ディスク媒体
と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドからの再生信号を検出する信号検出回路
と、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体の任意の位置に
位置決めするアクチュエータと、 前記アクチュエータの機構に振動を与えるための信号を
発する振動印加回路と、 前記信号検出回路と前記振動印加回路との出力から、位
置信号を生成する位置信号生成回路と、 前記アクチュエータを操作するための値を設定する操作
量設定回路と、 前記操作量設定回路からのデジタル信号をアナログ信号
に変換するD/A変換回路と、 前記位置信号生成回路と前記操作量設定回路に接続され
たマイクロプロセッサとを有することを特徴とする磁気
ディスク装置。 - 【請求項17】請求項16に記載の磁気ディスク装置に
於いて、 前記振動印加回路は、磁気ヘッドがデータ領域にあると
き、その信号を発し、 前記位置信号生成回路の出力により、磁気ヘッドの位置
を制御する磁気ディスク装置。 - 【請求項18】磁気ヘッドを位置付けるためのサーボ情
報と、ユーザの情報であるデータを格納するデータ領域
とを設け、回転可能に支持された磁気ディスク媒体と、 前記磁気ディスク媒体に対し、情報を記録し又は情報を
再生する磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体上へ移動可能に
支持するアクチュエータとを有する 磁気ディスク装置
の制御方法であって、 磁気ディスク媒体上の任意のトラックへ磁気ヘッドを位
置決めする第1のステップと、 前記磁気ディスク媒体上のデータ領域に於いて、ライト
ゲートを閉じる第2のステップと、 第2のステップの間に、所定の時間だけ前記磁気ヘッド
を振動させる信号を発生する第3のステップとを有する
磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項19】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制
御方法に於いて、更に、 第3のステップにより、磁気ディスク媒体のデータ領域
から前記磁気ヘッドの位置信号を生成することを特徴と
する磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項20】請求項6に記載の磁気ディスク装置の制
御方法に於いて、 第1のステップは、磁気ディスク媒体上の任意のトラッ
クへ磁気ヘッドを位置決めするステップであり、 第2のステップは、前記磁気ディスク媒体上のデータ領
域のセクタとセクタとの間で為されるステップである磁
気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項21】請求項20に記載の磁気ディスク装置の
制御方法に於いて、 第2のステップは、ライトゲートを閉じるステップと、
当該ライトゲートが閉じている間に、所定の時間だけ前
記磁気ヘッドを振動させる信号を発生させるステップと
を有している磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項22】請求項18に記載の磁気ディスク装置の
制御方法に於いて、更に、サーボ情報領域とデータ領域
との間に於いても、ライトゲートを閉じる第4のステッ
プとを有する磁気ディスク装置の制御方法。 - 【請求項23】多数のトラックが形成され、それらのト
ラックにはユーザにより使用されるデータを記録するデ
ータ領域と、磁気ヘッドを目的とする場所に位置決めす
るためのサーボ情報を記録しているサーボ情報領域を有
する磁気ディスク媒体と、 前記サーボ情報領域からサーボ情報を読み、且つデータ
領域にデータを記録するための磁気ヘッドと、 前記磁気ヘッドを支持し、かつ移動させるアクチュエー
タと、 前記アクチュエータを駆動して、前記磁気ヘッドを目的
とするトラックに位置決めするために信号を出力する位
置決め回路と、 前記磁気ヘッドが前記データ領域に在るとき、該磁気ヘ
ッドを振動させるために前記アクチュエータにある周波
数の信号を与える信号印加回路と、 前記磁気ヘッドの振動期間中に、該磁気ヘッドによって
前記データ領域から得られる信号に基づいて前記位置決
め回路から出力される位置決め信号を補正するための信
号を作成する回路と、を備える磁気ディスク装置。 - 【請求項24】請求項23に記載の磁気ディスク装置に
於いて、 前記信号印加回路は10KHzから500KHzの間の
周波数を持つ電圧信号を出力する磁気ディスク装置。 - 【請求項25】請求項23に記載の磁気ディスク装置に
於いて、 前記磁気ヘッドはMRヘッドとインダクティブヘッドを
有して構成され、該磁気ヘッドがデータ領域にあるとき
に該MRヘッドを動作させて信号を得る磁気ディスク装
置。 - 【請求項26】請求項25に記載の磁気ディスク装置に
於いて、 前記インダクティブヘッドによってデータ領域に情報を
記録する動作と並列的にして、前記MRヘッドによって
データ領域から信号を得る動作を行うための制御部を備
える磁気ディスク装置。 - 【請求項27】多数のトラックが形成され、それらのト
ラックにはユーザにより使用されるデータを記録するデ
ータ領域と、磁気ヘッドを目的とする場所に位置決めす
るためのサーボ情報を記録しているサーボ情報領域が規
定された磁気ディスク媒体に磁気ヘッドを位置決めする
磁気ディスク装置の位置決め方法であって、 前記サーボ情報領域のサーボ情報に基づいて、前記磁気
ヘッドをトラックを横切って、目的とするトラックの方
向に移動させる第1のステップと、 磁気ヘッドが目的のトラックに沿ってフォローイング動
作を行う第2のステップと、 前記フォローイング動作の間に前記磁気ヘッドに振動を
与える第3のステップと、 振動の結果、前記磁気ヘッドより得られる信号に基づい
て、位置決めの為の新たな信号を作成する第4のステッ
プと、 前記新たな位置決め信号に従って磁気ヘッドを目的のト
ラックに位置決めさせる第5のステップを含む磁気ディ
スク装置の位置決め方法。 - 【請求項28】請求項27に記載の磁気ディスク装置の
位置決め方法に於いて、 第3のステップは、更に、磁気ヘッドが前記データ領域
にある期間に磁気ヘッドを振動させると共に、該期間に
該磁気ヘッドによってデータ領域から信号を得ることを
含む磁気ディスク装置の位置決め方法。 - 【請求項29】請求項27に記載の磁気ディスク装置の
位置決め方法に於いて、 第3のステップの振動は、10KHzから500KHz
の間の周波数を持つ電圧信号を生成して為す磁気ディス
ク装置の位置決め方法。 - 【請求項30】磁気ヘッドにより磁気ディスク媒体に情
報を記録再生する方法であって、 多数のトラックが形成され、それらのトラックにはユー
ザにより使用されるデータを記録するデータ領域と、磁
気ヘッドを目的とする場所に位置決めするためのサーボ
情報を記録しているサーボ情報領域が規定された磁気デ
ィスク媒体を回転する第1のステップと、 該サーボ情報領域のサーボ情報に基づいて、該磁気ヘッ
ドをトラックを横切って、目的とするトラックの方向に
移動させる第2のステップと、 磁気ヘッドが目的のトラックに沿ってフォローイング動
作を行う第3のステップと、 該フォローイング動作の間に該磁気ヘッドに振動を与え
る第4のステップと、 振動の結果、該磁気ヘッドより得られる信号に基づい
て、位置決めの為の新たな信号を作成する第5のステッ
プと、 該新たな位置決め信号に従って磁気ヘッドを目的のトラ
ックに位置決めさせる第6のステップと、 位置決めされたトラックのデータ領域に情報を記録また
は再生する第7のステップを含む磁気ディスク装置の位
置決め方法。
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